(Đồ án tốt nghiệp) khảo sát các điều kiện tổng hợp keo nhựa thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP KEO NHỰA THÔNG GVHD: HUỲNH ĐẠI PHÚ SVTH: ĐỖ THỊ HỒNG XUÂN MSSV: 16130091 SKL007549 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU  KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP KEO NHỰA THÔNG GVHD: PGS.TS HUỲNH ĐẠI PHÚ SVTH: ĐỖ THỊ HỒNG XUÂN MSSV: 16130091 KHĨA: 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN TỔNG HỢP KEO NHỰA THÔNG GVHD: PGS.TS HUỲNH ĐẠI PHÚ SVTH: ĐỖ THỊ HỒNG XUÂN MSSV: 16130091 KHÓA: 2016 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc BM CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Huỳnh Đại Phú Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Sinh viên thực hiện: Đỗ Thị Hồng Xuân MSSV: 16130091 Tên đề tài: Khảo sát điều kiện tổng hợp keo nhựa thông Nội dung khóa luận: Chương 1: Tổng quan − Tổng quan keo dán công nghiệp sản xuất giấy − Tổng quan nhựa thông keo nhựa thông − Công nghệ tổng hợp keo nhựa thông − Các nghiên cứu gần keo nhựa thông Chương 2: Thực nghiệm − Biến tính nhựa thơng maleic anhydride, tổng hợp maleopimaric acid thông qua phản ứng Diels-Alder − Khảo sát ảnh hưởng thời gian, nhiệt độ phản ứng tỉ lệ mol đến hàm lượng MA tham gia phản ứng tổng hợp MPA − Tổng hợp keo nhựa thơng nhũ tương Chương 3: Kết − Tính toán hàm lượng maleic anhydride tham gia phản ứng − Đánh giá keo nhựa thông nhũ tương tổng hợp Chương 4: Kết luận − Kết luận điều kiện phản ứng cho quy trình tổng hợp − Khả tạo keo nhựa thông nhũ tương chứa thành phần nhựa thông biến tính Các sản phẩm dự kiến − Kết khảo sát điều kiện tổng hợp keo − Sản phẩm keo nhựa thông nhũ tương Ngày giao đồ án: Ngày 10/01/2020 Ngày nộp đồ án: Tháng 08/2020 i Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh TRƯỞNG BỘ (Ký, ghi rõ họ MÔN tên)   Tiếng Việt Tiếng Việt   GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) PGS.TS Huỳnh Đại Phú ii LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Thầy Cô trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh, người tận tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức cho suốt thời gian ngồi ghế nhà trường Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn Giảng viên hướng dẫn PGS.TS Huỳnh Đại Phú, cảm ơn Thầy bảo, hướng dẫn tận tình, truyền đạt cho tơi khơng kiến thức chun mơn, mà cịn kinh nghiệm quý báu suốt thời gian thực khóa luận tốt nghiệp Tơi xin cảm ơn Thầy Cô khoa Khoa học Ứng Dụng quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện cho thực luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người ln bên, động viên tơi, cổ vũ tinh thần cho Và không quên cảm ơn anh chị bạn nhóm luận văn PGS.TS Huỳnh Đại Phú hướng dẫn, người ln sát cánh, giúp đỡ tơi suốt q trình thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến tác giả, đồng tác giả sách, báo khoa học mà tham khảo khn khổ luận văn Trong q trình thực luận văn, tơi khơng tránh khỏi sai sót, tơi mong nhận góp ý từ Thầy Cơ, anh chị bạn để hồn thiện thân, mở rộng kiến thức Xin chân thành cảm ơn Sinh viên Đỗ Thị Hồng Xuân iii LỜI CAM ĐOAN Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu cá nhân tôi, hướng dẫn PGS.TS Huỳnh Đại Phú – Trưởng khoa Công Nghệ Vật liệu, Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh Tơi xin cam đoan số liệu cơng trình chúng tơi thực xin hồn tồn chịu trách nhiệm Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2020 Sinh viên Đỗ Thị Hồng Xuân iv MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN .iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH x LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan keo dán .4 1.2 Tổng quan keo dán sử dụng cho giấy 1.2.1 Keo dán sử dụng cho giấy thành phẩm 1.2.2 Keo dán sử dụng công nghiệp sản xuất giấy 1.3 Gia keo công nghiệp sản xuất giấy 1.3.1 Gia keo nội 1.3.1.1 Keo Alkyl Ketene Dimer (AKD) 1.3.1.2 Keo Alkenyl Succinic Anhydride (ASA) 1.3.1.3 Keo nhựa thông 1.3.2 Gia keo bề mặt 1.3.2.1 Keo Acrylic 1.3.2.2 Keo Urea formaldehydride 1.3.2.3 Keo Phenol formaldehydride 1.4 Keo nhựa thông công nghiệp giấy 1.4.1 Lịch sử nhựa thông công nghiệp làm giấy .9 1.4.2 Các dạng keo nhựa thông sử dụng việc làm giấy 1.4.2.1 Keo nhựa thơng trung tính 1.4.2.2 Sản phẩm keo nhựa thông biến tính 1.4.3 Thuyết kết dính 10 1.4.3.1 Tốc độ thâm nhập chất lỏng thử nghiệm 10 1.4.3.2 Kích thước lỗ rỗng giấy 10 1.4.3.3 Mức độ kỵ nước sợi 10 1.5 Nhựa thông 10 1.5.1 Nguồn gốc, phân loại 10 1.5.2 Thành phần, cấu tạo hóa học nhựa thơng 11 1.1.1.1 Dầu turpentine 11 v 1.5.2.1 Colophon 12 1.5.3 Ứng dụng 15 1.6 Công nghệ chế tạo keo nhựa thông 16 1.6.1 Công nghệ sản xuất keo nhựa thông truyền thống 16 1.6.2 Cơng nghệ sản xuất keo nhựa thơng biến tính 16 1.7 Các nghiên cứu keo nhựa thơng biến tính ứng dụng ngành công nghiệp giấy giới 18 1.7.1 Đề tài: “Maleopimaric acid - A contact allergen in fumaric acid-modified rosin used for paper size” 18 1.7.2 Đề tài: “Reaction of Abietic Acid with MA and Fumaric Acid and Attempts to Find the Fundamental Component of Fortified Rosin” 20 1.7.3 Đề tài: “Maleo- and Fumaro-Pimaric Acids Synthesized from Indonesian Pinus merkusii Rosin and Their Sizing Properties” 21 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 23 2.1 Nội dung thực 23 2.2 Nguyên liệu 23 2.3 Dụng cụ thiết bị 24 2.4 Quy trình thực nghiệm 26 2.4.1 Quy trình thực nghiệm tổng quát 26 2.4.2 Giai đoạn 1: Khảo sát điều kiện phản ứng cho phản ứng tổng hợp MPA 28 2.4.3 Giai đoạn 2: Tổng hợp keo nhựa thông 30 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 32 3.1 Khảo sát điều kiện phản ứng cho quy trình tổng hợp MPA 32 3.2 Tổng hợp keo nhựa thông 38 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43 4.1 Kết luận 43 4.2 Kiến nghị 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 47 PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 30°C VỚI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 .47 PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 50°C VỞI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 .49 PHỤ LỤC 5: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 70°C VỞI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 .51 vi PHỤ LỤC 6: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 80°C VỞI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 .52 PHỤ LỤC 7: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 50°C VỚI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/1,55 53 PHỤ LỤC 8: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 50°C VỚI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/3,1 .54 PHỤ LỤC 9: SỐ LIỆU ĐO ĐỘ NHỚT CỦA KEO NHỰA THÔNG NHŨ TƯƠNG 55 vii phản ứng (%) PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 50°C VỞI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 Bảng PL 3.1 Số liệu chuẩn độ dung dịch chiết chứa MA dư 50°C với tỉ lệ mol nhựa thông/MA 1/6,2 Lần Lần Thể tích KOH chuẩn độ 1ml dung dịch chiết 32,1 (ml) TB = 32,05 Thể tích KOH chuẩn độ tồn dung dịch chiết (ml) Khối lượng MA dư (g) Khối lượng MA phản ứng (g) Hàm lượng MA 323 19,12 0,99 4,96 phản ứng (%) PHỤ LỤC 4: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 60°C VỞI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 Bảng PL 4.1 Số liệu chuẩn độ dung dịch chiết chứa MA dư 60°C với tỉ lệ mol nhựa thông/MA 1/6,2 Lần Lầ Thể tích KOH chuẩn độ 1ml dung dịch chiết 32,05 32 (ml) TB 32 Thể tích KOH chuẩn độ toàn dung dịch sau chiết (ml) Khối lượng MA dư (g) Khối lượng MA phản ứng (g) 323 19 1, Hàm lượng MA phản ứng (%) 5, PHỤ LỤC 5: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 70°C VỞI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 Bảng PL 5.1 Số liệu chuẩn độ dung dịch chiết chứa MA dư 70°C với tỉ lệ mol nhựa thông/MA 1/6,2 Lần Lần Thể tích KOH chuẩn độ 1ml dung dịch chiết 29,7 29,7 (ml) TB = 29,72 Thể tích KOH chuẩn độ toàn dung dịch sau chiết (ml) Khối lượng MA dư (g) Khối lượng MA phản ứng (g) Hàm lượng MA 30 19,0 1,04 5,17 phản ứng (%) PHỤ LỤC 6: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 80°C VỞI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/6,2 Bảng PL 6.1 Số liệu chuẩn độ dung dịch chiết chứa MA dư 80°C với tỉ lệ mol nhựa thông/MA 1/6,2 Lần Lần Thể tích KOH chuẩn độ 1ml dung dịch chiết 30,3 (ml) TB = 30,33 Thể tích KOH chuẩn độ tồn dung dịch sau chiết (ml) Khối lượng MA dư (g) Khối lượng MA phản ứng (g) 3063, 19,01 1,12 Hàm lượng MA phản ứng (%) 5,54 PHỤ LỤC 7: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 50°C VỚI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/1,55 Bảng PL 7.1 Số liệu chuẩn độ dung dịch chiết chứa MA dư 50°C với tỉ lệ mol nhựa thông/MA 1/1,55 Lần Lần Thể tích KOH chuẩn độ 1ml dung dịch chiết 7,2 (ml) TB = Thể tích KOH chuẩn độ tồn dung dịch sau chiết (ml) Khối lượng MA dư (g) Khối lượng MA phản ứng (g) Hàm lượng MA phản ứng (%) PHỤ LỤC 8: SỐ LIỆU CHUẨN ĐỘ DUNG DỊCH CHIẾT CHỨA MA DƯ Ở 50°C VỚI TỈ LỆ MOL NHỰA THÔNG/MA LÀ 1/3,1 Bảng PL 8.1 Số liệu chuẩn độ dung dịch chiết chứa MA dư 50°C với tỉ lệ mol nhựa thông/MA 1/3,1 Lần Lần 14,65 14,6 Thể tích KOH chuẩn độ 1ml dung dịch chiết (ml) TB = 14,63 Thể tích KOH chuẩn độ tồn dung dịch sau chiết (ml) Khối lượng MA dư (g) Khối lượng MA phản ứng (g) Hàm lượng MA 1499,92 9,31 0,78 7,74 phản ứng (%) PHỤ LỤC 9: SỐ LIỆU ĐO ĐỘ NHỚT CỦA KEO NHỰA THÔNG NHŨ TƯƠNG Bảng PL 9.1 Số liệu đo độ nhớt keo tổng hợp K K K 55 ... tài: Khảo sát điều kiện tổng hợp keo nhựa thơng Nội dung khóa luận: Chương 1: Tổng quan − Tổng quan keo dán công nghiệp sản xuất giấy − Tổng quan nhựa thông keo nhựa thông − Công nghệ tổng hợp keo. .. luận điều kiện phản ứng cho quy trình tổng hợp − Khả tạo keo nhựa thông nhũ tương chứa thành phần nhựa thơng biến tính Các sản phẩm dự kiến − Kết khảo sát điều kiện tổng hợp keo − Sản phẩm keo nhựa. .. ứng tổng hợp MPA Kết luận điều kiện phản ứng cho quy trình tổng hợp • Tạo sản phẩm keo nhựa thơng nhũ tương • So sánh keo nhựa thơng biến tính với keo nhựa thơng truyền thống điều kiện tổng hợp